紫外可见光荧光检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种紫外可见光荧光检测系统，涉及检测仪器技术领域，包括按照光路依次设置的激发光装置、样品池和检测装置，激发光装置包括可以发出紫外光和可见光的光源、第一可调光学过滤机构，第一可调光学过滤机构用于调整激发光的波长，检测装置包括第二可调光学过滤机构、光检测机构和光电转换机构，第二可调光学过滤机构，用于滤除波长与荧光波长不一致的干扰光，光检测机构包括用于检测紫外光的第一光检测器、用于检测可见光的第二光检测器和用于切换第一光检测器和第二光检测器的切换组件。该系统可以实现宽波长范围的荧光检测，其可适用于PCR仪，在保证溶液浓度检测结果精确度的同时，提高了检测范围。
【专利说明】
紫外可见光荧光检测系统
技术领域
[0001]本发明涉及检测仪器技术领域，具体涉及一种紫外可见光荧光检测系统。
【背景技术】
[0002]随着生物荧光成像技术的发展，越来越多的荧光检测仪被用于食品安全、工业检测、药物研发和疾病诊断等领域。另外，在生物医学领域的PCR(聚合酶链反应)仪也可以利用荧光检测自动、快速实现对靶基因浓度的检测。
[0003]现有的荧光检测仪一般是利用紫外光作为激发光照射样品，然后利用光检测器接收样品发射的可见荧光，并检测该荧光的强度，然后利用荧光强度定量计算溶液中的荧光物质浓度。随着技术的进步，为了扩大荧光检测的使用范围，现有技术中也有使用可见光作为激发光的或者使用波长更短的紫外光作为激发光的，因此发射的荧光可能是可见光也可能是紫外光。但是，现有的荧光检测仪一般使用的光源比较单一、光接收器的波长范围也比较窄，因此，如果想同时实现紫外可见光荧光检测就至少需要两台荧光检测仪来实现不同波长的光源和焚光检测。
【发明内容】
[0004]因此，本发明目的在于克服现有技术中存在的需要使用多台仪器来实现紫外和可见光波段的定量荧光检测的缺陷。
[0005]为此，本发明提供如下技术方案:
[0006]—种紫外可见光荧光检测系统，包括按照光路依次设置的激发光装置、样品池和检测装置，激发光装置包括可以发出紫外光和可见光的光源、第一可调光学过滤机构，第一可调光学过滤机构用于调整激发光的波长;检测装置包括第二可调光学过滤机构、光检测机构和光电转换机构，第二可调光学过滤机构用于滤除波长与荧光波长不一致的干扰光，光检测机构包括用于检测紫外光的第一光检测器、用于检测可见光的第二光检测器和用于切换第一光检测器和第二光检测器的切换组件。
[0007]优选地，第一可调光学过滤机构包括第一分光组件和/或第二分光组件，第一分光组件包括按照光路依次设置的第一入射狭缝、第一入射准直镜、第一棱镜、第一出射准直镜和第一出射狭缝;第二分光组件包括按照光路依次设置的第二入射狭缝、第二入射准直镜、第二光栅、第二出射准直镜和第二出射狭缝。
[0008]优选地，第二可调光学过滤机构包括第三分光组件和/或第四分光组件，第三分光组件包括按照光路依次设置的第三入射狭缝、第三入射准直镜、第三棱镜、第三出射准直镜和第三出射狭缝;第四分光组件包括按照光路依次设置的第四入射狭缝、第四入射准直镜、第四光栅、第四出射准直镜和第四出射狭缝。
[0009]优选地，第一可调光学过滤机构包括第一滤光片转盘、第一传动机构和第一电机，第一滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，第一电机通过第一传动机构带动第一滤光片转盘转动。
[0010]优选地，第二可调光学过滤机构包括第二滤光片转盘、第二传动机构和第二电机，第二滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，第二电机通过第二传动机构带动第二滤光片转盘转动。
[0011 ]优选地，光源包括卤钨灯和氢灯以及切换电路，或包括卤钨灯和氘灯以及切换电路，或包括多个发光二极管以及切换电路，多个二极管发出的光波长不同。
[0012]优选地，第一光检测器为光电子倍增管检测器，第二光检测器为InGaAs检测器。
[0013]优选地，切换组件包括反光镜，用于将射向第一光检测器的荧光反射至第二光检测器，或用于将射向第二光检测器的荧光反射至第一光检测器。
[0014]优选地，切换组件包括光检测器转盘，第一光检测器和第二光检测器设置于光检测器转盘上。
[0015]优选地，切换组件包括积分球，第一光检测器和第二光检测器的入射面面向积分球的内壁面且不与荧光的入射口直接相对。
[0016]本发明技术方案，具有如下优点:
[0017]本发明技术方案提供的紫外可见光荧光检测系统，通过在一台仪器上设置可以发出紫外光和可见光的光源以及用于检测紫外光的第一光检测器、用于检测可见光的第二光检测器和切换组件实现了宽波长范围的荧光检测，而且针对不同的荧光激发需求选用不同的光源，针对不同的荧光波长选用不同的光检测器，可以大大提高荧光检测的精度。当该系统用于PCR仪或用于定量检测其他溶液浓度时，可以保证浓度检测结果的精确度，同时配合多种荧光染色剂可以大大提升荧光检测的适用范围。另外，还设置了第二可调光学过滤机构用于滤除透射过样品池的激发光以及其他干扰光，从而进一步提升了该荧光检测系统的精度。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本发明实施例1中紫外可见光荧光检测系统的结构框图；
[0020]图2为本发明实施例1中第一分光组件的结构示意图；
[0021]图3为本发明实施例1中第二分光组件的结构示意图；
[0022]图4为本发明实施例1中切换组件切换原理示意图。
[0023]附图标记:1-激发光装置，11-光源，12-第一可调光学过滤机构，121-第一分光组件，1211-第一入射狭缝，1212-第一入射准直镜，1213-第一棱镜，1214-第一出射准直镜，1215-第一出射狭缝，122-第二分光组件，1221-第二入射狭缝，1222-第二入射准直镜，1223-第二光栅，1224-第二出射准直镜，1225-第二出射狭缝，2-样品池，3-检测装置，31-第二可调光学过滤机构，32-光检测机构，321-第一光检测器，322-切换组件，323-第二光检测器，33-光电转换机构。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0028]实施例1
[0029]如图1所示，本实施例提供一种紫外可见光荧光检测系统，可以适用于PCR仪，包括按照光路依次设置的激发光装置1、样品池2和检测装置3，激发光装置I包括可以发出紫外光和可见光的光源11、第一可调光学过滤机构12，第一可调光学过滤机构12用于调整激发光的波长，检测装置3包括第二可调光学过滤机构31、光检测机构32和光电转换机构33，第二可调光学过滤机构31用于滤除波长与荧光波长不一致的干扰光，光检测机构32包括用于检测紫外光的第一光检测器321、用于检测可见光的第二光检测器323和用于切换第一光检测器321和第二光检测器323的切换组件322。
[0030]具体地，光源11包括卤钨灯和氢灯以及切换电路，或包括卤钨灯和氘灯以及切换电路，或包括多个发光二极管以及切换电路，其中多个二极管发出的光波长不同。卤钨灯用于提供可见光波段的激发光，氘灯和氢灯用于提供紫外波段的激发光。不同的发光二极管可以发出波长不同的光，因此本实施例可以使用各种不同的发光二极管组合作为宽波长光源。
[0031]本实施例提供的紫外可见光荧光检测系统，通过在一台仪器上设置可以发出紫外光和可见光的光源11以及用于检测紫外光的第一光检测器321、用于检测可见光的第二光检测器323和切换组件322实现了宽波长范围的荧光检测，而且针对不同的荧光激发需求选用不同的光源，针对不同的荧光波长选用不同的光检测器可以大大提高荧光检测的精度。当该系统用于PCR仪或用于定量检测其他溶液浓度时，可以保证浓度检测结果的精确度。另夕卜，还设置了第二可调光学过滤机构31用于滤除透射过样品池2的激发光以及其他干扰光，从而进一步提升了该荧光检测系统的精度。
[0032]作为具体的实施方式，第一可调光学过滤机构12包括第一分光组件121或第二分光组件122，如图2所示(仅为示意图，不作为各部件形状及相对位置关系的限制)，第一分光组件121包括按照光路依次设置的第一入射狭缝1211、第一入射准直镜1212、第一棱镜1213、第一出射准直镜1214和第一出射狭缝1215。如图3所示(仅为示意图，不作为各部件形状及相对位置关系的限制)，第二分光组件122包括按照光路依次设置的第二入射狭缝1221、第二入射准直镜1222、第二光栅1223、第二出射准直镜1224和第二出射狭缝1225。在其他的【具体实施方式】中，第一可调光学过滤机构12可包括串联的第一分光组件121和第二分光组件122。在本实施例中，虽然可通过切换电路选择光源11中的不同发光体以满足荧光激发需求，但是不同发光体发出的光波长都比较宽，而一种荧光染色剂一般只吸收一种波长的激发光，所以本实施例设置了第一可调光学过滤机构12来选出荧光染色剂对应波长的光作为激发光，滤除其他波长的光。
[0033]上述第一分光组件121为棱镜分光组件，第一入射狭缝1211为一定宽度的长条形通光孔，作为该分光组件的入射光通道。第一入射狭缝1211的宽度与第一棱镜1213以及其他光路结构一起决定了该分光组件的光谱带宽。第一入射准直镜1212用于将通过第一入射狭缝1211射入的入射光变为平行光照射到第一棱镜1213。该第一棱镜1213为分光元件，利用其色散机理进行分光。第一出射准直镜1214用于将经第一棱镜1213分光的平行光会聚于第一出射狭缝1215。
[0034]上述第二分光组件122为光栅分光组件，第二入射狭缝1221也为一定宽度的长条形通光孔，作为第二分光组件122的入射光通道。第二入射准直镜1222用于将通过第二入射狭缝1221射入的入射光变为平行光照射到第二光栅1223，该第二光栅1223为分光元件，利用其衍射干涉原理进行分光，第二出射准直镜1224用于将经第二光栅1223分光的平行光会聚于第二出射狭缝1225。
[0035]对于将串联的第一分光组件121和第二分光组件122作为第一可调光学过滤机构12的实施例中，经过两次分光，可大大增大激发光装置I发出的激发光纯度，即激发光中很少有荧光染色剂所需波长光以外的杂光。
[0036]另外，第二可调光学过滤机构31包括第三分光组件或第四分光组件，第三分光组件包括按照光路依次设置的第三入射狭缝、第三入射准直镜、第三棱镜、第三出射准直镜和第三出射狭缝;第四分光组件包括按照光路依次设置的第四入射狭缝、第四入射准直镜、第四光栅、第四出射准直镜和第四出射狭缝。在其他的【具体实施方式】中，第二可调光学过滤机构31可包括串联的第三分光组件和第四分光组件。
[0037]第三分光组件的滤光原理与第一分光组件121的分光原理一致，第四分光组件的滤光原理与第二分光组件122的分光原理一致。第三分光组件的结构与第一分光组件121类似、第四分光组件的结构与第二分光组件122类似。由于第三分光组件和第四分光组件主要用于滤除发射荧光中的干扰光，并且需要根据荧光的光强来定量检测样品浓度，因此其各个参数根据实际需要调整。
[0038]作为可选的实施方式，第一光检测器321为光电子倍增管检测器，第二光检测器323为InGaAs检测器。在其他的【具体实施方式】中，第一光检测器321也可以是其他光检测器，或者包括多个光检测器，各个光检测器对紫外光中的不同波段敏感度不一样。同样地，第二光检测器323也可以是其他可见光检测器，或者包括多个可见光检测器，各个可见光检测器对可见光中的不同波段光敏感度不一样。
[0039]进一步地，如图4所示(仅为原理示意图，不作为各部件形状及相对位置关系的限制)，切换组件322包括反光镜，用于将射向第一光检测器321的荧光反射至第二光检测器323，或用于将射向第二光检测器323的荧光反射至第一光检测器321。
[0040]虽然光检测器的检测波长具有一定的宽度，但是光检测器对不同波长的光敏感度不一样。只有利用对一定波长敏感度高的光检测器来检测对应波长的光，才能保证光强检测的准确度。因此，本实施例设置有多个光检测器，然后根据发射荧光的光强来选用合适的光检测器，从而保证了光检测的准确性。使用反光镜来切换光检测器，结构简单，易于实现，方便操作。
[0041 ] 实施例2
[0042]本施例提供一种紫外可见光荧光检测系统，与上述实施例1的区别在于:
[0043]第一可调光学过滤机构12包括第一滤光片转盘、第一传动机构和第一电机，第一滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，第一电机通过第一传动机构带动第一滤光片转盘转动。
[0044]本实施例通过滤光片来选出与荧光染色剂对应波长的光作为激发光，滤除其他波长的光。且将滤光片设置在第一滤光片转盘上，通过转动转盘就可以实现滤光片的切换，结构简单、操作方便。
[0045]实施例3
[0046]本施例提供一种紫外可见光荧光检测系统，与上述实施例1的区别在于:
[0047]第二可调光学过滤机构31包括第二滤光片转盘、第二传动机构和第二电机，第二滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，第二电机通过第二传动机构带动第二滤光片转盘转动。
[0048]本实施例通过滤光片来滤除发射荧光中的干扰光。且将滤光片设置在第二滤光片转盘上，通过转动转盘就可以实现滤光片的切换，结构简单、操作方便。
[0049]实施例4
[0050]本施例提供一种紫外可见光荧光检测系统，与上述实施例1的区别在于:
[0051 ] 第一可调光学过滤机构12包括第一滤光片转盘、第一传动机构和第一电机，第一滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，第一电机通过第一传动机构带动第一滤光片转盘转动。本实施例通过滤光片来选出与荧光染色剂对应波长的光作为激发光，滤除其他波长的光。且将滤光片设置在第一滤光片转盘上，通过转动转盘就可以实现滤光片的切换，结构简单、操作方便。
[0052]第二可调光学过滤机构31包括第二滤光片转盘、第二传动机构和第二电机，第二滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，第二电机通过第二传动机构带动第二滤光片转盘转动。本实施例通过滤光片来滤除发射荧光中的干扰光。且将滤光片设置在第二滤光片转盘上，通过转动转盘就可以实现滤光片的切换，结构简单、操作方便。
[0053]实施例5
[0054]本施例提供一种紫外可见光荧光检测系统，与上述实施例1-4的区别在于:
[0055]切换组件322包括光检测器转盘，第一光检测器321和第二光检测器323设置于光检测器转盘上。
[0056]本实施例通过设置光检测器转盘来切换光检测器，结构简单操作方便。该光检测器转盘可手动转动，也可以由电机带动转动。
[0057]实施例6
[0058]本施例提供一种紫外可见光荧光检测系统，与上述实施例1-4的区别在于:
[0059]切换组件322包括积分球，第一光检测器321和第二光检测器323的入射面面向积分球的内壁面且不与焚光的入射口直接相对。
[0060]本实施例通过积分球来实现不同光检测器对不同的波长荧光的检测，由于不需要可动的部件来转变光路或者切换光检测器，因此其可靠性高。另外，还可以同时使用多个光检测器来进行荧光强度的检测，然后选择检测结果最可靠的荧光强度来完成结果分析。
[0061]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种紫外可见光荧光检测系统，包括按照光路依次设置的激发光装置、样品池和检测装置，其特征在于，所述激发光装置包括可以发出紫外光和可见光的光源、第一可调光学过滤机构，所述第一可调光学过滤机构用于调整激发光的波长;所述检测装置包括第二可调光学过滤机构、光检测机构和光电转换机构，所述第二可调光学过滤机构用于滤除波长与荧光波长不一致的干扰光，所述光检测机构包括用于检测紫外光的第一光检测器、用于检测可见光的第二光检测器和用于切换所述第一光检测器和所述第二光检测器的切换组件。2.根据权利要求1所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述第一可调光学过滤机构包括第一分光组件和/或第二分光组件，所述第一分光组件包括按照光路依次设置的第一入射狭缝、第一入射准直镜、第一棱镜、第一出射准直镜和第一出射狭缝;所述第二分光组件包括按照光路依次设置的第二入射狭缝、第二入射准直镜、第二光栅、第二出射准直镜和第二出射狭缝。3.根据权利要求1或2所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述第二可调光学过滤机构包括第三分光组件和/或第四分光组件，所述第三分光组件包括按照光路依次设置的第三入射狭缝、第三入射准直镜、第三棱镜、第三出射准直镜和第三出射狭缝;所述第四分光组件包括按照光路依次设置的第四入射狭缝、第四入射准直镜、第四光栅、第四出射准直镜和第四出射狭缝。4.根据权利要求1-3中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述第一可调光学过滤机构包括第一滤光片转盘、第一传动机构和第一电机，所述第一滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，所述第一电机通过所述第一传动机构带动所述第一滤光片转盘转动。5.根据权利要求1-4中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述第二可调光学过滤机构包括第二滤光片转盘、第二传动机构和第二电机，所述第二滤光片转盘上设有多个不同波长的滤光片，所述第二电机通过所述第二传动机构带动所述第二滤光片转盘转动。6.根据权利要求1-5中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述光源包括卤钨灯和氢灯以及切换电路，或包括卤钨灯和氘灯以及切换电路，或包括多个发光二极管以及切换电路，所述多个二极管发出的光波长不同。7.根据权利要求1-6中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述第一光检测器为光电子倍增管检测器，所述第二光检测器为InGaAs检测器。8.根据权利要求1-7中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述切换组件包括反光镜，用于将射向所述第一光检测器的荧光反射至所述第二光检测器，或用于将射向所述第二光检测器的荧光反射至所述第一光检测器。9.根据权利要求1-7中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述切换组件包括光检测器转盘，所述第一光检测器和所述第二光检测器设置于所述光检测器转盘上。10.根据权利要求1-7中任一项所述的紫外可见光荧光检测系统，其特征在于，所述切换组件包括积分球，所述第一光检测器和所述第二光检测器的入射面面向所述积分球的内壁面且不与荧光的入射口直接相对。
【文档编号】G01N21/64GK105866090SQ201610389345
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】车团结, 徐进章, 沈颂东, 李琳, 李亚鹏
【申请人】苏州百源基因技术有限公司